LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, ngồi sự nỗ lực của bản thân tơi đã
nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình của các tập thể, cá nhân
trong và ngồi Viện Cơng nghệ sinh học trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam,
các thầy cơ giáo, gia đình cùng bạn bè.
Trƣớc hết cho phép tơi đƣợc bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới ThS.
Nguyễn Thị Thu Hằng ngƣời đã quan tâm dìu dắt, tận tình hƣớng dẫn phƣơng
pháp nghiên cứu và đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp đỡ tơi trong suốt q
trình nghiên cứu và hồn thành khóa luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện CNSH Lâm Nghiệp, các giảng
viên bộ mơn Vi sinh-Hóa sinh tại Viện công nghệ sinh học, trƣờng Đại học Lâm
Nghiệp đã nhiệt tình chỉ bảo và tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt q trình
hồn thành khóa luận.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến gia đình, bạn bè
và ngƣời thân của tơi đã luôn động viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi thực hiện và hồn
thành khóa luận này.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 20 tháng 4 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Tống Thị Mai


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1
1.1 Vai trò của phospho ...................................................................................... 3
1.1.1 Hàm lƣợng và phân bố của lân trong cơ thể thực vật .................................. 4
1.1.2 Tác dụng tăng cƣờng quang hợp và tổng hợp vận chuyển các hợp chất

hydratcarbon .......................................................................................................... 5
1.1.3 Xúc tiến đồng hóa nguyên tố đạm ............................................................... 6
1.1.4 Nâng cao tính thích ứng của cây trồng đối với mơi trƣờng bên ngồi ........ 6
1.2 Các dạng phospho trong đất .......................................................................... 7
1.2.1Lân hữu cơ trong đất ..................................................................................... 7
1.2.2Lân vô cơ trong đất ....................................................................................... 9
1.3 Chu trình phosphate và sự khống hóa phosphate trong đất ...................... 10
1.3.1Chu trình P trong đất ................................................................................... 10
1.3.2Sự hóa khống phosphate hữu cơ ............................................................... 11
1.3.3Sự hóa khống phosphate vơ cơ.................................................................. 12
1.4 Vấn đề hấp phụ và giữ lân của đất .............................................................. 13
1.4.1Khả năng hấp phụ lân của đất ..................................................................... 13
1.4.2Vấn đề giữ lân của đất ................................................................................. 15
1.5 Tổng quan về vi sinh vật phân giải lân ....................................................... 16
1.5.1Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ ................................................................. 16
1.5.2Vi sinh vật phân giải lân vô cơ.................................................................... 18
1.6 Các điều kiện ảnh hƣởng tới khả năng phân giải lân của vi sinh vật ......... 19
1.7 Đặc điểm chung của đất Việt Nam ............................................................. 20
1.8 . Tình hình nghiên cứu vi sinh vật phân giải lân trong đất ......................... 21
1.8.1Tình hình nghiên cứu trên thế giới .............................................................. 21
1.8.2Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ............................................................ 23


CHƢƠNG-2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU26
2.1 Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................... 26
2.1.1Mục tiêu chung ............................................................................................ 26
2.2 Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 26
2.3 Vật liệu, hóa chất và các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ....................... 26
2.3.1Vật liệu ........................................................................................................ 26
2.3.2Hóa chất và mơi trƣờng ni cấy ................................................................ 27

2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................. 28
2.4.1Phƣơng pháp thu mẫu đất............................................................................ 28
2.4.2Phân lập các chủng vi sinh vật phân giải phosphate khó tan ...................... 28
2.4.3Phƣơng pháp quan sát hình thái tế bào ....................................................... 29
2.4.4Tuyển chọn dịng vi sinh vật có khả năng phân giải phosphate mạnh bằng
phƣơng pháp cấy chấm điểm............................................................................... 30
2.4.5Xác định khả năng phân giải phosphate khó tan của các chủng vi sinh vật
đƣợc tuyển chọn bằng phƣơng pháp Xanh molypdate ....................................... 30
2.5 Xác định ảnh hƣởng của một số điều ni cấy đến khả năng phân giải
phosphate khó tan của một số chủng tuyển chọn ................................................ 33
2.5.1Xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ ............................................................... 33
2.5.2Xác định ảnh hƣởng của pH........................................................................ 33
2.5.3Xác định ảnh hƣởng của tốc độ lắc ............................................................. 34
2.5.4Xác định ảnh hƣởng của nguồn carbon....................................................... 34
2.5.5Xác định ảnh hƣởng của thời gian nuôi cấy................................................ 34
CHƢƠNG-3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................... 35
3.1... Kết quả phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật phân giải phosphate khó tan
............................................................................................................................. 35
3.2 Khả năng phân giải phosphate khó tan của các chủng vi sinh vật trên đĩa
thạch .................................................................................................................... 36
3.3 Xác định khả năng phân giải phosphate khó tan của các chủng vi sinh vật
đƣợc tuyển chọn .................................................................................................. 37


3.4 Khảo sát điều kiện nuôi cấy cho khả năng phân giải phosphate khó tan của
các chủng N1, N2, V1 ......................................................................................... 39
3.4.1Xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ ............................................................... 39
3.4.2Ảnh hƣởng của pH ...................................................................................... 41
3.4.3Ảnh hƣởng của nguồn carbon ..................................................................... 43
CHƢƠNG-4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 45

4.1 Kết luận ....................................................................................................... 45
4.2 Kiến nghị ..................................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DNA

Deoxyribonucleic acid

ARN

Ribonucleic acid

Phospho

Phospho

Nito

Nitơ

ATP

Adenosine triphosphate

ADP

Adenosine diphosphate


AMP

Adenosine monophosphate

FAD

Flavin adenine dinucleotid

NADP

Nicotinamid adenin dinucleotid phosphat

RuDP

Rubolose diphosphat

PGA

Photphoglyceric acid

GPA

Triose

NADPH

Nicotinamide adenine dinucleotide
phosphate

PEP


Photphoenolpyruvat

Cs

Cộng sự

Phospho

Phospho

Nito

Nitơ


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Hàm lƣợng lân hữu cơ trong tầng đất mặt của các loại đất khác nhau
trong mối quan hệ với thành phần cơ giới đất ...................................................... 8
Bảng 2.1 Các mẫu đất sử dụng trong phân lập vi sinh vật phân giải phosphate
khó tan ................................................................................................................. 27
ảng 2.2 Dãy pha loãng các nồng độ PO43- ........................................................ 32
Bảng 3.1: Đƣờng kính vịng phân giải phosphate khó tan của 11 chủng vi sinh
vật phân lập đƣợc ................................................................................................ 36
Bảng 3.2 Khả năng phân giải phosphate khó tan của các chủng vi sinh vật đã
tuyển chọn ........................................................................................................... 37
Bảng 3.3 Các chủng VSV phân giải lân phân lập đƣợc trên môi trƣờng lân vô
cơ ......................................................................................................................... 39
ảng 3.4 Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên khả năng phân giải phosphate khó tan của
các chủng vi sinh vật ........................................................................................... 40

Bảng 3.5 Ảnh hƣởng của pH đến khả năng phân giải phosphate khó tan của các
chủng vi sinh vật ................................................................................................. 41
Bảng 3.6 Ảnh hƣởng của nguồn carbon lên khả năng phân giải phosphate khó
tan của vi sinh vật ................................................................................................ 43


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Cấu tạo một số ATP, ADP, AMP chƣa phospho ................................... 4
Hình 1.2: Vịng tuần hồn các dạng phospho trong tự nhiên............................. 11
Hình 1.3. Sơ đồ chuyển hóa các hợp chất lân hữu cơ ......................................... 17
Hình 3.1 Khuẩn lạc một số chủng vi sinh vật phân giải phosphate khó tan đã
phân lập ............................................................................................................... 35
Hình 3.2: Ảnh các chủng vi sinh vật phân giải phosphate khó tan ..................... 38
Hình 3.3 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến khả năng phân giải phosphate khó tan của
các chủng vi sinh vật ........................................................................................... 40
Hình 3.4 Ảnh hƣởng của pH lên khả năng phân giải phosphate khó tan của vi
sinh vật ................................................................................................................ 42
Hình 3.5 Chủng V1 ni ở điều kiện pH khác nhau ........................................... 42
Hình 3.6 Ảnh hƣởng của nguồn carbon lên khả năng phân giải phosphate khó
tan của các chủng vsv đã tuyển chọn .................................................................. 43


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, môi trƣờng đất đang ngày càng bị ô nhiễm nặng nề do nhiều
nguyên nhân khác nhau, trong đó có phần khơng nhỏ là do hoạt động sản xuất
nơng nghiệp.Việc lạm dụng phân bón vơ cơ của ngƣời trồng khơng những làm
tăng lƣợng tồn dƣ hóa học nơng sản mà cịn ảnh hƣởng xấu đến mơi trƣờng đất.
Một trong những loại phân bón phổ biến thƣờng xuyên đƣợc đƣa vào đất đó là
phân lân, nhằm bổ sung chất khoáng phospho cho đất và thúc đẩy sinh trƣởng
cây trồng, tuy nhiên bón lân dƣ thừa dẫn đến gây ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc

cũng nhƣ gây phú dƣỡng, đe dọa nhiều hệ sinh thái, nhất là các thủy vực, chƣa
kể trong nhiều nguồn lân thƣờng có chứa các kim loại nặng.
Lân đƣợc bổ sung vào đất do lân là một trong các yếu tố quan trọng của đất,
có ảnh hƣởng trực tiếp đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây trồng. Phospho
tham gia vào thành phần các enzym, protein, tham gia vào quá trình tổng hợp
các amino acid, kích thích sự phát triển của rễ cây, kích thích q trình đẻ
nhánh, nảy chồi, thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm hơn và nhiều hơn. Lân làm
tăng đặc tính chống chịu của cây đối với các yếu tố không thuận lợi: chống rét,
chống hạn, chịu độ chua của đất,… Lân còn là một chỉ tiêu xác định của độ phì
nhiêu đất.
Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong đất, nƣớc và vùng rễ cây có ý
nghĩa quan trọng trong các mối quan hệ giữa cây trồng, đất và phân bón. Hầu
nhƣ mọi q trình xảy ra trong đất đều có sự tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp
của vi sinh vật (mùn hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, phân giải, giải phóng chất
dinh dƣỡng vơ cơ từ hợp chất khó tan hoặc tổng hợp chất dinh dƣỡng từ mơi
trƣờng...).
Trong tự nhiên, sự chuyển hóa lân xảy ra chủ yếu dƣới tác dụng của q trình
hóa học và sinh học. Q trình chuyển hóa hợp chất lân khó tan trong đất có
phần đóng góp quan trọng của các chủng vi sinh vật. Trên thế giới có các cơng
trình nghiên cứu đã chỉ ra một số vi sinh vật có khả năng thể hiện đƣợc nhiều
các hoạt tính sinh học khác nhau, trong đó có những vi sinh vật vừa chuyển hố
hợp chất phosphate vừa có khả năng tạo các chất dinh dƣỡng cho cây, sinh tổng
1


hợp chất kích thích sinh trƣởng thực vật đồng thời cũng có khả năng ức chế một
số vi sinh vật gây bệnh vùng rễ cây trồng.
Xuất phát từ lí do trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu phân lập
và tuyển chọn một số chủng vi sinh vật phân giải phosphate khó tan trong
đất “


2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1

Vai trò của phospho

Phospho (lân) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hồn có ký hiệu P và
số ngun tử 15 có khối lƣợng nguyên tử là 30,79. Hàm lƣợng phospho trong vỏ
trái đất là 0,8% tính theo khối lƣợng. Là một phi kim đa hóa trị trong nhóm nitơ,
phospho chủ yếu đƣợc tìm thấy trong các loại đá phosphate vơ cơ và trong các
cơ thể sống. Trong đất, phospho chiếm 0,02 - 0,2 % tùy theo loại đất. Do độ
hoạt động hóa học cao, phospho khơng ở dạng đơn chất trong tự nhiên. Phát xạ
ra ánh sáng nhạt khi bị phơi ra trƣớc oxy xuất hiện dƣới một số dạng thù hình.
Là nguyên tố thiết yếu cho các cơ thể sống. Sử dụng quan trọng nhất trong
thƣơng mại là để sản xuất phân bón. P cũng đƣợc sử dụng rộng rãi trong các loại
vật liệu nổ, diêm, pháo hoa, thuốc trừ sâu, kem đánh răng và chất tẩy rửa [1].
Phospho là một trong ba nguyên tố dinh dƣỡng quan trọng của cây trồng (N,
P, K), là nguyên tố cơ bản cần thiết cho sự sống của tất cả các loài sinh vật đặc
biệt là thực vật. Là thành phần xây dựng nên các hợp chất quan trọng bậc nhất
của tế bào nhƣ: nucleoprotein (ADN, ARN), phospholipid (màng sinh chất,
màng không bào, màng các bào quan), estephosphate (đƣờng hoạt hóa hexone P,
triose P, pentone P). Phospho là thành phần không thể thiếu của ATP, ADP,
AMP, FAD, NADP, coenzyme A,… đây là những phân tử trao đổi năng lƣợng,
có vai trị quan trọng trong q trình quang hợp, hơ hấp và đồng hóa nitơ của
thực vật.


3


Hình 1.1 Cấu tạo một số ATP, ADP, AMP chƣa phospho
Phospho có tác dụng thúc đẩy q trình sinh trƣởng của cây trồng. Dƣới tác
dụng của phospho cây trồng có hạt chín hơn từ 5 đến 7 ngày, cây ăn quả có số
quả chín sớm nhiều hơn đạt tới 78% (nếu khơng bón lân thì chỉ chín 32%) [17].
Làm tăng tính chịu rét, tăng độ đƣờng cho củ cải, tăng lƣợng tinh bột cho củ
khoai tây làm tăng chất lƣợng cùng năng xuất cho cây trồng lên rất nhiều .
Phospho giúp cây chịu hạn tốt hơn nhờ khả năng hút nƣớc cao, làm ổn định
pH nhờ hệ thống đệm KH2PO4 và K2HPO4, đối với cây họ đậu phospho còn giúp
cho quá trình cố định N tốt hơn.
1.1.1 Hàm lượng và phân bố của lân trong cơ thể thực vật
Hàm lƣợng lân P2O5 trong cơ thể thực vật thông thƣờng chiếm khoảng 0,21,1% trọng lƣợng khơ của cả cây. Trong đó tồn tại dƣới dạng lân hữu cơ nhƣ các
nucleic acid, nucleoprotein, phosphatide và phytin vv.. ƣớc chiếm khoảng 85%
hàm lƣợng lân, số cịn lại là lân vơ cơ, chủ yếu tồn tại ở dạng muối phosphate
của canxi, magie và kali. Tuy rằng hàm lƣợng các muối phosphate này ít ,nhƣng
mức độ tăng giảm của chúng lại có quan hệ cực kì mật thiết với mức độ ngun
tố lân của mơi trƣờng bên ngồi. Vì thế, thơng qua kết quả xác định hóa học của
các mơ trong cơ thể thực vật có thể dùng làm chỉ tiêu chuẩn đốn sự phong phú
hay thiếu hụt dinh dƣỡng của cây trồng[1, 7].
Hàm lƣợng lân thay đổi tùy theo chủng loại cây trồng, theo thời kì sinh
trƣởng và phát triển của cây và tùy theo các khí quan của các mơ thực vật khác
nhau. Lân là một nguyên tố có hàm lƣợng tƣơng đối cao trong hạt của cây trồng,
4


chỉ sau nitơ. Ở các loài cây trồng khác nhau hàm lƣợng lân cũng khác nhau.
Hàm lƣợng lân ở các bộ phận khác của cây đều thấp hơn ở hạt và thông thƣờng

hàm lƣợng lân ở lá cao hơn ở thân, rễ cây.
Trong thời kì sinh trƣởng và phát triển của cây trồng, lân thƣờng tập trung
tƣơng đối nhiều ở các bộ phận còn non, nhƣ ở lá non, chồi non, đầu mút rễ cây
và ở các khí quan sinh sản hàm lƣợng lân tƣơng đối cao. Cùng một loại cây
trồng ở các thời kì sinh trƣởng và phát triển khác nhau, hàm lƣợng lân cũng biến
đổi tƣơng đối lớn, hàm lƣợng lân ở cây non thƣờng lớn hơn ở cây thành thục. Ví
nhƣ cây lúa nƣớc ở thời kì đẻ nhánh hàm lƣợng lân có thể đạt tới 1,5 %, lúc thấp
nhất chỉ còn 0,2 %. Đồng thời trong các thời kì sinh trƣởng và phát triển khác
nhau, quy luật phân phối và tích lũy của lân trong cơ thể thực vật cũng có biến
đổi tùy theo sự di chuyển của lân đến các trung tâm sinh trƣởng khác nhau theo
từng giai đoạn [4].
1.1.2 Tác dụng tăng cường quang hợp và tổng hợp vận chuyển các hợp chất
hydratcarbon
Lân có tác dụng hết sức quan trọng đối với quang hợp, sự chuyển hóa vật chất
trong các giai đoạn của quá trình quang hợp hầu nhƣ khơng thể thiếu đƣợc sự
tham gia của lân.
Khi ứng dụng chất đồng vị phóng xạ 14C để nghiên cứu con đƣờng cố định
CO2 của tác dụng quang hợp, trong chu trình khử carbon thì rubolose
diphosphate (RuDP) là thể nhận CO2 sau khi nó tiếp nhận CO2 qua tác dụng
thủy phân và tác dụng tách biệt (dismutation) sẽ hình thành nên sản phẩm đầu
tiên của quá trình quang hợp đó là phosphoglyceric acid (PGA). Thơng qua cố
định với 3 phân tử CO2 nữa sẽ có thể kết hợp tạo ra một phân tử đƣờng triose
(GPA). Sau đó 2 phân tử triose phosphate lại liên kết với nhau để hình thành
phân tử hexose phosphate, quá trình này diễn ra nhƣ sau:
3CO2 + 9ATP + 6NADPH

GAP + 9ADP + 8Pi + 6NADP

6CO2 + 8ATP + 12NADPH


F-6-P + 18 ADP+ 17Pi + 12NADP

Từ công thức phản ứng trên cho thấy ngay từ đầu tác dụng quang hợp đã có
sự tham gia của photphoric acid. NADPH và ATP đƣợc hình thành từ phản ứng
5


quang có thể cung cấp năng lƣợng cho lực khử CO2 và tổng hợp ra đƣờng 6
carbon, từ đó chuyển hóa đƣợc năng lƣợng hóa học hoạt động của NADPH và
ATP sang dạng năng lƣợng hóa học ổn định tích trữ trong các hợp chất của
hydratcarbon.
Trong chu trình C4 thì enolphotpho-piruvic acid (PEP) là thể nhận CO2, sau
khi cố định CO2 sẽ hình thành ketosuccinic acid vv…. Acid này sau khi giải
thốt nhóm cacboxyl sẽ chuyển thành pyruvic acid, rồi từ đó lại đi vào chu trình
C4. Trong tồn bộ quá trình tác dụng quang hợp C4, rất nhiều bƣớc quan trọng là
có NADPH và ATP tham gia, ở một vài lồi thực vật cịn có cả NADP tham gia
Năng lƣợng dùng cho tái sinh thể nhận PEP cũng do ATP cung cấp.
1.1.3 Xúc tiến đồng hóa nguyên tố đạm
Lân là một trong những thành phần của enzyme tác động vào q trình đồng
hóa đạm trong cơ thể thực vật, ví nhƣ gốc hoạt tính của enzyme chuyển dịch
amino chính là chất pyridoxal phosphate. Xúc tiến cho các tác dụng amino hóa
(Amination), tác dụng giải thốt amino và chuyển dịch amino. Đồng thời, lân có
thể tăng cƣờng sự chuyển hóa đƣờng trong tác dụng hơ hấp có oxy, có lợi cho sự
hình thành các chất hữu cơ và ATP. Keto acid có thể làm thể nhận NH3 để hình
thành nên amino acid, còn ATP là nguồn cung cấp năng lƣợng cho sự tổng hợp
acid và protein [6].
Lân cịn giúp ích cho sự chuyển hóa và sử dụng đạm dạng nitrat trong cơ thể
thực vật. Dƣới tác dụng của enzyme khử nitrat , các muối nitrat trƣớc tiên bị khử
thành muối nitrite loại enzyme này là flavoprotein có chứa flavin adenine
dinucleotid (FAD). Trong quá trình các muối nitrite bị khử thành NH3 cũng vẫn

do enzyme favoproteinase và nhiều các kim loại tham gia hồn thành, trong đó
lân là một ngun tố cấu thành quan trọng.
Lân còn nâng cao khả năng cố định đạm của vi khuẩn nốt sần loài cây họ đậu,
tăng thêm lƣợng cố định đạm [19].
1.1.4 Nâng cao tính thích ứng của cây trồng đối với mơi trường bên ngồi
Lân có thể nâng cao năng lực chống hạn, chống rét và đề kháng bệnh tật của
cây trồng, vì rằng lân có thể nâng cao độ thủy hóa của kết cấu tế bào và năng lực
6


giữ nƣớc (năng lực trói buộc nƣớc) của thể keo, giảm đƣợc tổn thất nƣớc của tế
bào, đồng thời lân làm tăng độ dính và tính đàn hồi của nguyên sinh chất điều
này giúp tăng cƣờng năng lƣợng chống lại sự thốt nƣớc cục bộ của ngun sinh
chất. Lân cịn có thể duy trì và điều tiết q trình trao đổi chất trong cơ thể thực
vật, giúp cho cơ thể thực vật thích ứng với điều kiện mơi trƣờng bất lợi bên
ngoài. Trong điều kiện nhiệt độ thấp, lân vẫn có thể duy trì mức độ tổng hợp
chất tƣơng đối cao, tăng nồng độ các loại đƣờng và các chất phospho lipit có thể
hịa tan, nâng cao đƣợc tính chống rét của cây trồng. Ngồi ra sự có mặt của các
chất lân vơ cơ có thể làm tăng nên tính chất đệm của dịch tế bào, giúp cho giá trị
pH của nguyên sinh chất duy trì đƣợc trạng thái ổn định có lợi cho các hoạt
động sống bình thƣờng của tế bào thực vật.
Tác dụng đệm này xảy ra mạnh nhất khi pH từ (6-8) cho nên trên những đất
rửa phèn (hơi kiềm), bón phân lân có thể làm tăng cƣờng năng lực thích ứng của
cây trồng đối với tính chua tính kiềm của đất .
Tóm lại, trong điều kiện dinh dƣỡng lân tốt có thể thúc đẩy cho bộ rễ phát
triển xum xuê rậm rạp, đẩy mạnh sinh trƣởng phát triển của bộ rễ trên mặt đất,
có lợi cho cây trồng sớm thành thục, đạt sản lƣợng cao và phẩm chất tốt [8],
[19].
1.2


Các dạng phospho trong đất

1.2.1 Lân hữu cơ trong đất
Hàm lƣợng lân hữu cơ trong đất chiếm một tỷ lệ cao, dao động trong
khoảng từ 20 – 80% của lân tổng số. Hàm lƣợng lân hữu cơ trong đất cao hay
thấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ điều kiện khí hậu, thảm thực vật, kết cấu
đất, loại hình sử dụng đất, chế độ phân bón sử dụng trên đất đó.
Theo số liệu, đất giàu chất hữu cơ có hàm lƣợng lân hữu cơ lớn hơn nhiều so
với đất nghèo chất hữu cơ. Mặt khác, đất có thành phần cơ giới càng nặng thì
hàm lƣợng lân hữu cơ trong đất càng cao và ngƣợc lại, đất có thành phần cơ giới
càng nhẹ thì càng nghèo lân hữu cơ.

7


Bảng 1.1 Hàm lƣợng lân hữu cơ trong tầng đất mặt của các loại đất khác
nhau trong mối quan hệ với thành phần cơ giới đất
Thành phần cơ giới
đất

Lân hữu cơ trong đất

Số lƣợng
mẫu đất nghiên

mg/kg

cứu

đất


So với P tổng
số (%)

Đất nghèo chất hữu cơ
Cát

194

121

34,1

Thịt trung bình

663

250

39,9

Thịt nặng và sét

309

332

41,4

Đất giàu chất hữu cơ

Thịt trung bình

5

523

58,9

Thịt nặng và sét

85

578

65,4

( Nguồn: Trần Thị Thu Hà, 2009)
Các hợp chất hữu cơ chứa lân gồm có: phitin, acid nucleic, nucleoproteit,
phosphatit, sacarophosphat…và các vi sinh vật đất. Nguyên tố này đƣợc tích lũy
trong tầng đất mặt nhờ tích lũy sinh học, vì vậy tầng đất mặt thƣờng chứa nhiều
lân hơn các tầng dƣới sâu, chiếm khoảng 50%. Cũng nhƣ chất hữu cơ trong đất,
lân hữu cơ thƣờng giảm dần theo độ sâu của đất, sự phân bố lân theo độ sâu
cũng khác nhau tùy theo từng loại đất. Tỷ lệ lân hữu cơ phụ thuộc chủ yếu vào
hàm lƣợng mùn trong đất. Có thể nói đất càng giàu mùn thì càng giàu lân hữu cơ
do các acid mùn chứa 4 – 5% lân và trong điều kiện thuận lợi có thể giải phóng
15 – 20 kgP/ha/ năm. Song hầu hết các hệ thống cây trồng cân bằng lân hữu cơ
thƣờng bằng khơng hoặc âm, vì chỉ riêng vi sinh vật đã tiêu tốn 10g P 2O5 để tiêu
hủy 1g cellulose khi phân giải hữu cơ.
Có nhiều hợp chất lân trong đất chƣa đƣợc nhận biết cơng thức một cách
chính xác. Nhƣng phần lớn lân hữu cơ trong đất là este của octhophotphoric acid

(H2PO4‾) nhƣ inositol phosphate, phospholipit và nucleic acid. Tỷ lệ của các hợp
chất này trong tổng số lân hữu cơ là Inositol phosphate: 1,4 – 356 mg/kg chiếm
0,3 – 62%, Phospholipid: 0,4 – 17% chiếm 0,03 – 5,4%, nucleic acid (ADN và
ARN): 0,1 – 97 mg/kg chiếm 0,1 – 65% (Harrion, 1987).
8


Inositol phosphate là đại diện cho các phosphate este, từ monophosphate đến
hexaphosphate. Phytic acid (myoinosytol hexaphosphate) có những nhóm chứa
6 octhophosphate (H2PO4‾) gắn vào mỗi nguyên tử C trong vòng benzen. Sự
thay thế lần lƣợt của H2PO4‾ với OH‾ sẽ hình thành 5 este phosphate khác nhau.
Inositol hexaphosphate là một phosphate phổ biến nhất và chiếm hơn 50% tổng
P hữu cơ trong đất. Phần lớn các inositol phosphate trong đất là sản phẩm của
hoạt động vi sinh vật và sự phân hủy của tàn dƣ thực vật. Inositol phosphate dễ
dàng kết hợp với các protein để hình thành nên nhiều phức nucleic acid hiện
diện trong tất cả các tế bào sinh vật và đƣợc giải phóng trong q trình phân giải
tàn dƣ thực vật do hoạt động của vi sinh vật đất. Hai dạng nucleic acid là
deoxyribonucleic acid và ribonucleic acid đƣợc giải phóng vào trong đất với
hàm lƣợng lớn hơn rất nhiều so với insitol phosphate. Vào trong đất, các acid
này bị phân giải rất nhanh so với inositol phosphate, vì vật nucleic acid chỉ hiện
diện với một lƣợng rất nhỏ so với lân tổng số trong đất, chỉ khoảng 2,5% hay ít
hơn. Phospholipid khơng tan trong nƣớc nhƣng đƣợc vi sinh vật sử dụng và tổng
hợp dễ dàng. Một số phospholipid phổ biến có nguồn gốc từ glycerol. Tốc độ
giải phóng phospholipid từ nguồn hữu cơ trong đất khá nhanh. Vì vậy, hàm
lƣợng phospholipid trong đất thƣờng thấp, khoảng 5% hay thấp hơn so với lân
tổng số.
Cây trồng và vi sinh vật khơng thể đồng hóa trực tiếp lân hữu cơ. Muốn đồng
hóa, chúng phải đƣợc chuyển thành dạng của muối H3PO4.
1.2.2 Lân vô cơ trong đất
Lân vô cơ tồn tại ở dạng muối của những nguyên tố Ca, Fe, Al. Ở đất

trung tính và đất kiềm thì phosphate canxi là chủ yếu, cịn ở đất chua thì
phosphate sắt, nhôm là chủ yếu. Phosphate canxi dễ đƣợc huy động để làm thức
ăn cho cây hơn là phosphate sắt, nhôm. Sự tồn tại của ion phosphate trong môi
trƣờng đất bị chi phối bởi ion phosphate khi chuyển đổi hoá trị. Trong thực tế,
H2PO4ˉ là dạng cây trồng dễ hấp thu nhất. Các dạng lân còn lại thƣờng là những
loại khó hồ tan mà cây trồng khơng thể đồng hố đƣợc, muốn cây trồng sử
dụng đƣợc phải qua chế biến, biến chúng thành dạng dễ tan. Cũng nhƣ các yếu
9


tố khác, lân trong tự nhiên ln ln tuần hồn chuyển hố. Nhờ vi sinh vật, lân
hữu cơ đƣợc vơ cơ hoá biến thành dạng muối của photphoric acid. Các dạng lân
này một phần đƣợc cây trồng sử dụng biến thành dạng lân hữu cơ, một phần bị
cố định dƣới dạng khó tan nhƣ Ca3(PO4)3, FePO4, AlPO4. Những dạng khó tan
này trong các mơi trƣờng có pH thích hợp sẽ chuyển hố và biến thành dạng dễ
tan. Trong q trình này vi sinh vật giữ vai trị quan trọng.
1.3

Chu trình phosphate và sự khống hóa phosphate trong đất

1.3.1 Chu trình P trong đất
Trong tự nhiên phospho hữu cơ có trong cơ thể động vật và thực vật, đƣợc
tích lũy trong đất khi động thực vật chết đi. Những hợp chất phospho hữu cơ này
đƣợc vi sinh vật phân giải tạo thành hợp chất phospho vơ cơ khó tan, một số ít
tạo thành dạng dễ tan. Những hợp chất này rất khó hịa tan và cây trồng khơng
thể hấp thụ trực tiếp đƣợc. Cây trồng chỉ có thể hấp thụ đƣợc khi chúng chuyển
thành dạng dễ tan. Qúa trình này đƣợc thực hiện một phần quan trọng là nhờ
nhóm vi sinh vật phân hủy lân vô cơ. Các muối của phosphoric acid dạng dễ tan
đƣợc cây trồng hấp thụ và chuyển thành các hợp chất phospho hữu cơ trong cơ
thể thực vật. Động vật và ngƣời sử dụng các sản phẩm thực vật làm thức ăn lại

biến phospho hữu cơ của thực vật thành phospho hữu cơ của ngƣời và động vật.
Ngƣời, động vật và thực vật chết đi để lại phospho hữu cơ trong đất. Vịng tuần
hồn của các hợp chất phospho trong tự nhiên cứ thế diễn ra. Vi sinh vật đóng
một vai trị vơ cùng quan trọng trong vịng tuần hồn đó. Nếu nhƣ thiếu sự hoạt
động của một số nhóm vi sinh vật nào đó thì sự chuyển hóa của vịng tuần hồn
sẽ bị ảnh hƣởng nghiêm trọng.

10


Hình 1.2: Vịng tuần hồn các dạng phospho trong tự nhiên
1.3.2 Sự hóa khống phosphate hữu cơ
Khi thực hiện q trình khống hóa trong đất có sự tham gia của vi sinh vật
phân giải, phosphate vơ cơ khó tan sẽ đƣợc khống hóa để giải phóng ra
phosphate dễ tan là nguồn dinh dƣỡng cũng cấp thức ăn cho cây trồng
(Richardson, 2001). Thực vật khơng thể đồng hóa trực tiếp phosphate hữu cơ,
muốn đồng hóa đƣợc chúng phải đƣợc chuyển hóa về dạng muối của phosphoric
acid: H3PO4, Na2HPO4, K2HPO4, KH2PO4. Nhƣng các dạng phosphate này lại bị
đất hấp phụ và vi sinh vật sử dụng lại nên trong đất rất ít phosphate ở dạng hòa
tan. Nhiều tác giả nghiên cứu cho rằng nếu chất hữu cơ vùi trong đất là chất hữu
cơ nghèo phosphate thì qua quá trình phân giải lƣợng phosphate này khơng tăng
lên mà cịn giảm xuống. Theo Kaila và Vitanen (1995), nếu chất hữu cơ vùi
trong đất chứa ít hơn 0,2-0,3% P2O5 thì q trình phân giải khơng tăng lên và
khơng hấp thu đƣợc nhiều phosphate hịa tan do vi sinh vật sử dụng hết.
Theo Ohtake và cộng sự (1996), sự phân hủy hợp chất hữu cơ phụ thuộc chủ
yếu vào tính chất hóa lí và hóa sinh của những phân tử này, chẳng hạn nhƣ
nucleic acid, phospholipid, đƣờng phosphate dễ dàng bị phân cắt nhƣng phytic
acid, polyphosphate đƣợc phân hủy chậm hơn.
Sự chuyển hóa các lân hữu cơ sang lân vô cơ trên đây xảy ra nhanh chậm tùy
thuộc vào một số yếu tố môi trƣờng nhƣ:


11


-

Nhiệt độ: Dƣới 300 C sự chuyển hóa xảy ra chậm, sự chuyển hóa tăng

nhanh ở nhiệt độ trên 300 C Nhƣ vậy nhóm sinh vật giữ vai trị chuyển hóa có
khuynh hƣớng thích nhiệt độ cao (35 – 500 C).
-

pH thích hợp: Từ 6-7 ở mơi trƣờng kiềm sự phóng thích phosphate vơ cơ

nhanh hơn ở mơi trƣờng acid.
-

Chất hữu cơ trong môi trƣờng: Ở đất chứa nhiều mùn hoặc nhiều chất hữu

cơ, phosphate đƣợc phóng thích nhanh hơn. Trong đất mùn các acid nucleic
đƣợc chuyển hóa nhanh hơn và phytin đƣợc chuyển hóa chậm nhất.
-

Chất đạm và carbon trong đất: Sự khống hóa phosphate hữu cơ xảy ra

nhanh ở đất có sự hóa NH3 mạnh. Sự phân hủy NH3 xảy ra mạnh hơn sự hóa
khống phosphate từ 8-15 lần. Tƣơng tự cũng có mối tƣơng quan giữa sự hóa
khống chất C (phóng thích CO2) và phosphate hữu cơ, tỉ lệ của 2 sự khống
hóa này vào khoảng từ 100 đến 300:1. Suy ra đƣợc rằng sự hóa khống của 3
chất C:N:P do vi sinh vật, cũng cùng tỉ lệ của ba chất này chứa trong chất mùn.

1.3.3 Sự hóa khống phosphate vơ cơ
Trong đất phosphate vơ cơ khó tan có thể đƣợc vi sinh vật chuyển hóa thành
dạng phosphate dễ tan. Phần lớn vi sinh vật trong đất có khả năng này. Có đến
1/10 đến 1/2 chủng vi khuẩn phân lập đƣợc từ đất có khả năng chuyển hóa
phosphate khó tan thành phosphate dễ tan.
Vi sinh vật phân giải phosphate vơ cơ khó tan đƣợc ni trong mơi trƣờng
dinh dƣỡng có chứa Ca3(PO4)2, để hấp thụ phosphate cần cho nhu cầu phát triển
của mình và cung cấp phosphate dễ tan cho mơi trƣờng xung quanh. Hiện tƣợng
này có thể thấy đƣợc trong đĩa petri vì phosphate khó tan lơ lửng trong môi
trƣờng đặc. Xung quanh các khuẩn lạc của vi sinh vật sẽ có quầng trong, là nơi
phosphate khó tan bị chuyển hóa sang dạng hịa tan và đƣợc vi sinh vật ấy hấp
thu một phần.
Mặt khác, các dạng phosphate bị cố định trong đất nhƣ phosphate sắt hay
phosphate nhơm, cũng đƣợc chuyển hóa sang dạng dễ tiêu dƣới tác dụng của vi
sinh vật trong đất.
12


Ở đất ruộng phèn, hầu hết phosphate ở dạng phosphate sắt hoặc nhôm, lúa
không hấp thụ đƣợc. Trong điều kiện này việc bón phân truồng hoặc chơn vùi
rơm rạ (cung cấp chất hữu cơ) kết hợp bón N, P và vôi để giúp vi sinh vật phát
triển, sẽ giúp cây chuyển phosphate khó tan sang dạng dễ tan, cung cấp cho lúa
(do đó vẫn phải bón thêm lân).
Tóm lại, trong đất vi sinh vật chuyển hóa phosphate hữu cơ thành phosphate
vô cơ dễ tan, cây hấp thu đƣợc. Bên cạnh đó vi sinh vật cũng hấp thu một lƣợng
phosphate cần thiết cho sự phát triển của chúng. Khi chết, vi sinh vật đƣợc trả lại
đất và đƣợc chuyển hóa ngƣợc thành phosphate dễ tan. Mặt khác, phosphate còn
đƣợc giữ trong đất dƣới dạng phosphate vơ cơ khó tan nhƣ phosphate canxi, sắt
và nhôm. Dƣới tác dụng của vi sinh vật, phosphate khó tan này có thể chuyển
hóa sang dạng phosphate dễ tan. Sự tồn tại các loại ion phosphate trong đất phụ

thuộc vào pH đất. Do vậy, thực tế trong đất, lân tồn tại chủ yếu ở hai dạng:
H2PO4 – và HPO42-.
H2PO4‾
Dung dịch acid

HPO42‾

PO43‾
Dung dịch kiềm

Ở pH = 7 tỷ lệ 2 loại ion này gần bằng nhau. H2PO4‾ dễ đồng hoá hơn HPO42‾,
nên về mặt lý thuyết ở pH = 5 – 6 dinh dƣỡng lân của cây thuận lợi nhất. Song
trong đất do có mặt của nhiều ion khác mà vấn đề trở nên phức tạp.
1.4

Vấn đề hấp phụ và giữ lân của đất

1.4.1 Khả năng hấp phụ lân của đất
Keo đất có tính chất lƣỡng tính nên đất hấp phụ đƣợc cả hai dạng ion đó là
cation và anion. Tuy nhiên, vấn đề hấp phụ anion của đất đƣợc nghiên cứu chủ
yếu đối với lân vì sức hấp phụ lân của đất khá cao, đồng thời, lân cũng là một
trong những yếu tố dinh dƣỡng quan trọng bậc nhất của cây. Trong đất, lân ít có
mặt ở thể ion hóa trị 3 vì chỉ ở pH ≥ 10 trong dung dịch mới có ion này đáng kể.
Về sự tồn tại và biến đổi của các ion photsphat, ngƣời ta nhận thấy chúng phụ
thuộc rõ rệt vào phản ứng của môi trƣờng. Căn cứ vào khả năng phân ly của
phosphoric acid, một acid yếu, nên sự phân ly của nó phụ thuộc vào phản ứng
13


của môi trƣờng. Chỉ trong môi trƣờng kiềm, H3PO4 mới phân ly hồn tồn, cịn

trong mơi trƣờng trung tính và chua nhẹ thì những ion đƣợc phân ly ở thể
HPO42‾ và H2PO4‾. Nhƣ vậy, trong thực tế sản xuất, ion PO43‾ khơng có ý nghĩa
đối với việc dinh dƣỡng của cây trồng bởi vì nó chỉ có mặt một cách đáng kể
trong mơi trƣờng có phản ứng mà cây khơng thể sống đƣợc (pH = 10). Trong
vấn đề hấp phụ lân thì phản ứng hóa học đóng vai trị chủ yếu. Trong đất thƣờng
có một lƣợng lớn cation hóa trị 2 và 3 có khả năng hình thành những hợp chất
khơng tan hoặc ít tan đối với lân, do đó đã hạn chế sự di chuyển của ion này.
Ví dụ đối với đất có phản ứng gần nhƣ trung tính, khi ta bón supe lân vào thì
canxi của đất sẽ kết tủa lân theo phƣơng trình:
Ca(H2PO4)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaHPO4 + 2H2CO3
Ca(H2PO4)2 + 2Ca(HCO3)2 → Ca3(PO4)2 + 4H2CO3
Cũng chính ở đất này nhƣng nếu đất khơng có CaCO3 thì lân vẫn bị kết tủa do
phản ứng trao đổi với cation canxi trong tầng khuếch tán của keo đất:
(KĐ)Ca2+ + Ca(H2PO4)2 → (KĐ)2H+ + 2CaHPO4
Đối với đất có phản ứng chua thì sắt, nhơm, mangan trở thành linh động và
tác động lên phosphate hòa tan theo phản ứng:
Al2(SO4)3 + 2Na2PO4 → 2 AlPO4 + 3Na2SO4
(KĐ)2Al3+ + 2Ca(H2PO4)2 → (KĐ)2H2Ca + 2AlPO4
Nhƣ vậy, nếu trong quá trình trao đổi, ở keo đất có chứa nhiều nhơm thì tồn
bộ canxi và lân sẽ bị hấp phụ hết và khơng có trong dung dịch đất. Sự kết tủa lân
bằng sắt, nhôm và canxi không phải là hiện tƣợng duy nhất, nhiều cơng trình
nghiên cứu đã chứng minh trong q trình hấp phụ lý hóa học cịn có sự tham
gia của các hydroxit kết tinh và các khoáng sét. Các loại acid bùn trong đất có
tính chất axidoit, khơng tham gia hấp phụ lân. Khả năng hấp phụ lân của keo đất
phụ thuộc rất nhiều vào pH của môi trƣờng, pH trong dung dịch đất càng nhỏ
(càng chua) thì lân bị hấp phụ càng lớn. Tóm lại, trong hầu hết các loại đất đều
xảy ra hiện tƣợng hấp phụ lý hóa lân, nhất là ở đất chua giàu sắt nhôm và sắt
nhôm ở thể vi định hình, đồng thời nghèo chất hữu cơ, và trái lại, đất trung tính

14



chứa ít setkioxit sắt nhơm trong keo đất và tỷ lệ mùn thấp thì hấp phụ lân ít hơn
nhiều.
1.4.2 Vấn đề giữ lân của đất
Lân bị giữ trong đất bởi các yếu tố: các hydroxit sắt và nhơm, các khống sét,
các muối canxi trong đất và chất hữu cơ trong đất.
Quá trình giữ chặt lân bởi các hydroxit Fe và Al thƣờng xảy ra trên các
loại đất chua, giàu sắt và nhôm di động. Gốc OH‾ trong các hydroxit Fe và Al bị
thay thế bởi PO43+.
Lân bị giữ chặt bởi các khoáng sét thƣờng thấp hơn so với lƣợng lân bị
giữ chặt bởi sắt và nhơm hydroxit. Rìa lƣới của keo kaolinit có chứa OHˉ và vì
vậy cơ chế hấp phụ lân bởi kaolinit cũng tƣơng tự nhƣ khi lân bị giữ chặt bởi Fe
và nhôm hydroxit. Khả năng giữ chặt lân của keo sét phụ thuộc vào diện tích bề
mặt của loại keo đó. Theo đó, kaolinit có khả năng hấp phụ cao hơn illit và
monmollionit.
Thông thƣờng, sự giữ chặt lân bởi các muối canxi là yếu hơn bởi sắt và
nhôm hydroxit. Phản ứng giữ lân với các muối canxi trong đất bao gồm 2 dạng:
khi hàm lƣợng lân trong đất ở mức thấp, lân chủ yếu bị giữ chặt bởi canxi
sunphat; khi hàm lƣợng lân trong đất cao, lân chủ yếu bị giữ chặt bởi canxi
cacbonat (Grifill và Jurinak, 1973).
Mùn trong đất khi liên kết với các cation nhƣ Ca, Fe, Al sẽ có khả năng
giữ chặt một lƣợng lân đáng kể.
Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự giữ chặt lân trong đất bao gồm:
pH đất: pH đất có ảnh hƣởng trực tiếp đến khả năng hịa tan của Ca, Fe Al
cũng nhƣ các cation khác vì vậy có ảnh hƣởng đến khả năng giữ chặt lân trong
đất.
Sự hiện diện của các cation trong đất: Cùng với Ca, Fe, Al, sự hiện diện của
một số cation trong đất cũng có ảnh hƣởng đến sự giữ chặt lân trong đất. Một số
nghiên cứu cho rằng: Mg có tác dung ngăn chặn sự giữ chặt lân bởi các muối

canxi (Yadav và các cs 1984). Trên đất mặn, nơi mà Na chiếm ƣu thế so với các

15


caiton khác, lân sẽ tạo thành muối với Na và trở nên dễ tiêu hơn đối với cây
trồng.
Sự hiện diện của các anion trong đất: Một số anion trong đất nhƣ OHˉ, SO42‾
có khả năng cạnh tranh với anion phosphate trong các phản ứng để tạo thành các
hợp chất hòa tan trong đất. Tuy nhiên, anion phosphate là một anion có khả năng
cạnh tranh rất mạnh.
1.5

Tổng quan về vi sinh vật phân giải lân

Vi sinh vật phân giải lân – vi sinh vật chuyển hóa lân (phosphate solubilizing
microorganisms – PSM) hay còn đƣợc gọi là vi sinh vật huy động lân
(Phosphate mobilizing microorganisms) là các vi sinh vật có khả năng chuyển
hóa hợp chất lân khó tan thành dạng dễ tiêu cho cây trồng sử dụng. Các vi sinh
vật phân giải hợp chất lân khó tan đƣợc biết đến nay gồm cả vi khuẩn, nấm mốc,
nấm men. Vi sinh vật phân giải lân không chỉ là các vi sinh vật chuyển hóa lân
vơ cơ, mà cịn bao gồm cả các vi sinh vật có khả năng khống hóa các hợp chất
lân hữu cơ tạo nguồn lân dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng.
1.5.1 Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ
Vi sinh vật phân giải hợp chất lân hữu cơ thuộc nhiều loài vi khuẩn và
nấm. Trong giống Bacillus có thể kể đến các lồi sau: B. megaterium, B. subtilis,
B. malabarensis, B. megaterium khơng chỉ có khả năng phân giải hợp chất lân
vơ cơ mà cịn có khả năng phân giải hợp chất lân hữu cơ. Ngƣời ta cịn dùng B.
megaterium làm phân vi sinh vật. Ngồi ra cịn các giống Serratia, Proteus,
Arthrobacter. Về nấm, có thể kể đến Aspergillus, Penicillium, Rhizopus,

Cunnighamella. Xạ khuẩn có thể kể Streptomyces.
Năm 1911, J. Stoklasa đã dùng nucleic acid làm nguồn P và N duy nhất trong
môi trƣờng cấy vi khuẩn B. mycoides, B. subtilis, Proteus vulgaris và nhận thấy
lƣợng lân đƣợc phân giải là 23,3; 37,7 và 42%.
Năm 1952, Menkina đã phân lập từ hai loại vi khuẩn có khả năng vơ cơ
hóa hợp chất lân là Bacillus megaterium var. phosphaticum, Serrtia carroller,
(Nguyễn Xuân Thành, 2008).

16


Sau đó, nhiều cơng trình nghiên cứu khác đã nhận thấy có rất nhiều loại vi
sinh vật có thể tiến hành q trình này. Q trình có thể tổng qt theo sơ đồ
sau:
Nucleoprotite → nuclein → Acid nucleic → nucleotiet → H3PO4
Nucleoprotite

Prot
ein
Acid
nucleic

Acid
amin

4C5H10O5 C6H5O5 C5H5H5O C5H5H5O2 C4H5N5O 4H3PO4
Pentozơ

Adenin


Guanin

Timin

Ritizin

NH4 CO2 H2O H2S chất khác
Hình 1.3. Sơ đồ chuyển hóa các hợp chất lân hữu cơ
(Nguồn: Nguyễn Xuân Đường, 1999)
Các hợp chất hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ xác động vật, thực vật,
phân xanh, phân chuồng… Hợp chất lân hữu cơ quan trọng nhất đƣợc phân giải
ra từ tế bào sinh vật là nucleotite. Nucleotite có trong thành phần nhân tế bào.
Nhờ tác động của các nhóm vi sinh vật hoại sinh trong đất, chất này đƣợc tách ra
khỏi thành phần tế bào và đƣợc phân giải thành hai phần: protein và nuclein
acid. Protein sẽ đi vào vịng chuyển hóa các hợp chất nitơ, nuclein acid sẽ đi vào
vịng chuyển hóa các hợp chất phospho. Sự chuyển hóa các hợp chất lân hữu cơ
thành muối của H3PO4 đƣợc thực hiện bởi nhóm vi sinh vật phân hủy lân hữu
cơ. Những vi sinh vật này có khả năng tiết ra emzyme phosphatase để xúc tác
cho quá trình phân giải.

17


Enzyme phosphatase tham gia xúc tác sự thủy phân các esters và
phosphomonesterases phosphoric acid, giữ vai trò quan trọng trong các tiến
khống hóa lân hữu cơ dẫn đến phóng thích lân hữu dụng cho cây trồng.
1.5.2

Vi sinh vật phân giải lân vơ cơ
Từ năm 1900, đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về vấn đề này.


Stoklaa (1900) dùng đất đã tiệt trùng có bón bột apatit và cấy vi khuẩn. Ơng
dùng các dịng Bacillus megatherium, B. mycoides, Bacillus butyricus.sau khi
cấy vi khuẩn và bón cho yến mạch thấy có tăng năng suất.
Năm 1949, Gerresen cấy một số loại cây nhƣ Avena, Sinapis, Helianthus
trong cát. Các chất dinh dƣỡng khác đều ở dạng hịa tan. Cịn P thì ở dạng khơng
tan nhƣ phosphate bicanxi hay Ca3(PO4)2.
Thấy rằng ở đây có tác động của vi sinh vật trong quá trình phân giải các
hợp chất lân khó tan. Nhiều vi khuẩn nhƣ Pseudomonas fluorescens, vi khuẩn
nitrat hóa, một số vi khuẩn hệ rễ, nấm, xạ khuẩn cũng có khả năng phân giải
Ca3(PO4)2 và bột apatit. Ngồi ra trong các q trình lên men butyric, lên men
lactic, quá trình lên men dấm, trong phân chuồng cũng có thể xúc tác q trình
hịa tan Ca3(PO4)2 và bột apatit. Vi khuẩn vùng rễ phân giải Ca3(PO4)2 mạnh. Ở
hệ rễ lúa mì thƣờng có 30% vi khuẩn có khả năng phân giải Ca3(PO4)2 và lƣợng
lân phân giải so với đối chứng tăng 6- 18 lần.
Vi sinh vật phân giải những hợp chất lân khó tan thuộc nhiều nhóm, nhiều
loại khác nhau, có thể chiếm khoảng 10- 15% hệ vi sinh vật đất (Sperrer, 1958;
Swary và Sperrer, 1985; Katzneison và cs, 1962).
Vi khuẩn phân giải những hợp chất lân vơ cơ khó tan thƣờng gặp gồm các
giống:

Pseudomonas

(Ps.

denitrificans),

Alcaligenes

(A.


faecalis),

Achromobacter (A. delicatulus), Agrobacterium (A. radiobacter), Aerobacter (A.
aerogenes),

Escherichia

(E.

freundi),

Brevibacterium,

Micrococcus,

Flavobacterium (F. aurantiacus), Chlorobacterium (Chl. denitrificans),
Mycobacterium (M. cyaneum), Sarcina (S. flava), Bacillus megaterium var.
phosphaticum và một số Pseudomonas có thể hịa tan lân hữu cơ khó tan làm
tăng năng suất cây trồng. Ngƣời ta đã dùng chúng làm phân vi khuẩn P.
18